精品解析：天津市南开大学附属中学2024-2025学年高二上学期12月阶段检测物理试题

南开大学附中24-25学年度第一学期阶段检测 高二物理学科试卷 一、单选题 1. 下列有关静电现象和磁现象的说法正确的是（　　） A. 只要带电物体体积小，就可以视为点电荷 B. 所有物体带电量一定是元电荷的整数倍 C. 电场强度的方向总跟电荷受到的电场力的方向一致 D. 长为、电流为的直导线在匀强磁场中受到的磁场力为，则该处的磁感应强度一定为 2. 如图所示，实线是一质子仅在电场力作用下由a点运动到b点的运动轨迹，虚线可能是电场线，也可能是等差等势线，则（ ） A. 若虚线是电场线，则质子在a点的电势能小，动能大 B. 若虚线是等差等势线，则质子在a点的电势能小，动能大 C. 质子在a点的加速度小于在b点的加速度 D. a点的电势高于b点的电势 3. 如图所示，水平放置的平行板电容器上极板带正电，所带电荷量为Q，板间距离为d，上极板与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地，在两极板正中间P点有一个静止的带电油滴，现将电容器的上极板竖直向下移动一小段距离，下列说法正确的是（　　） A. 油滴带正电 B. P点的电势不变 C. 油滴向上运动 D. 静电计指针张角变大 4. 如图所示，通电导线所受安培力或运动电荷所受洛伦兹力正确的是（　　） A. B. C. D. 5. 1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，凭借此项成果，他于1939年获得诺贝尔物理学奖。其原理如图所示，置于真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可忽略；磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，交流电源频率为f，加速电压为U。若A处粒子源产生质子的质量为m、电荷量为+q，在加速过程中不考虑相对论效应和重力离子的影响。则下列说法正确的是（　　） A. 粒子从磁场中获得能量 B. 被加速的带电粒子在回旋加速器中做圆周运动的周期随半径的增大而增大 C. 质子离开回旋加速器时的最大动能与D形盒半径成正比 D. 该加速器加速质量为4m、电荷量为2q的粒子时，交流电源频率应变为 6. 如图所示的电解槽中，如果在4s内各有2C的正、负电荷通过面积为0.08m2的横截面AB，那么（　　） A. 正离子向左移动，负离子向右移动 B. 由于正负离子移动方向相反，所以电解槽中无电流 C. 4s内通过横截面AB的电荷量为2C D. 电解槽中的电流为1A 7. 如图所示是电阻R的图像，图中，由此得出（ ） A. 该导体的电阻与电压成正比，与电流成反比 B. 电阻 C. 在R两端加上6.0V的电压时，每秒通过电阻横截面的电荷量是3.0C D. 因图像的斜率表示电阻的倒数，故 8. 如图所示，电源的电动势E=15V，内阻r=1Ω，定值电阻R=8Ω，M是电动机，其线圈电阻R'=1Ω，电动机正常工作时，理想电压表示数为6V，则下列说法错误的是（　　） A. 通过电源的电流为1.5A B. 定值电阻R两端的电压为8V C. 电动机的输出功率为5W D. 电源的效率约为93.3% 二、多选题 9. a、b为匀强电场中相距d=10cm的两个点， 如果把的点电荷从 a点移动到b点，电场力对该电荷做了4×10⁻7J的正功。下列说法正确的是（　　） A. 该电荷的电势能增加了4×10⁻7J B. a、b两点间电势差 C. 匀强电场的场强为200 V/m D. 匀强电场的场强最小值为 200 V/m 10. 如图所示，用两根轻细悬线将质量为，长为的金属棒悬挂在两处，置于匀强磁场内。当棒中通以从到的电流后，两悬线偏离竖直方向角而处于平衡状态，为了使棒平衡在该位置上，所需的磁场的磁感应强度的大小和方向正确的是（　　） A. ，竖直向下 B. ，竖直向上 C. ，平行悬线向上 D. ，平行悬线向下 11. 在如图所示电路中，当变阻器的滑片向端移动时（ ） A. 电压表示数变大，电流表示数变小 B. 电压表示数变小，电流表示数变小 C. 上消耗的功率变大 D. 电源内部消耗的热功率变大 12. 自行车速度计可以利用霍尔元件计算运动速率。如图甲所示，将一块磁铁安装在自行车前轮上，轮子每转一圈，磁铁就靠近传感器一次，传感器就会输出一个脉冲电压如图乙所示。霍尔元件内部电源的输出电压为，当磁场靠近霍尔元件时，由于电荷受力移动，在导体前后表面产生电势差，其中载流子带负电，则下列说法中正确的是（ ） A. 前表面的电势低于后表面的电势 B. 自行车的车速越大，则霍尔电势差越大 C. 若传感器的电源输出电压变大，则霍尔电势差变大 D. 霍尔电势差由自行车车速和电流大小决定 三、实验题 13. 在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材： A．待测的干电池（电动势约1.5V，内电阻约1.0Ω） B．电流计G（满偏电流、内阻） C．电流表A（量程0~0.6A，内阻约为1Ω） D．滑动变阻器（0~20Ω，10A） E．电阻箱（0~999Ω） F．开关和导线若干 （1）该同学发现实验器材中没有电压表，需要利用电流计G改装为1.5V量程的电压表，应______（填“串联”或“并联”）一个电阻（用电阻箱），该电阻的阻值为______Ω； （2）该同学设计了如图甲所示的（a）、（b）两个实验电路，其中V是改装后的电压表，则比较合理的是______图所示的电路。 （3）图乙为该同学根据（2）中选出的合理的实验电路，利用测出的数据绘出的图线由图线可得被测电池的电动势E=______V，内电阻r=______Ω。（结果保留3位有效数字） 14. 测量一均匀新材料制成的导电圆柱体的电阻率ρ，进行了如下实验操作： （1）如图甲用游标卡尺测量其长度L=______mm；如图乙用螺旋测微器测量其直径D=______mm； （2）用多用电表的欧姆“×10”挡，初步测量此圆柱体的电阻，发现指针偏转角度很大，则应将选择开关旋转到______挡（填“×100”或“×1”）并进行______，再次进行测量时，表盘示数如图丙所示，则该电阻的阻值约为______Ω。 （3）现要进一步精确测量其阻值，实验室提供了下列可选用的器材： A．电流表（量程为300mA，内阻约为1Ω） B．电流表（量程为0.6A，内阻约为0.3Ω） C．电压表（量程为3.0V，内阻约为3kΩ） D．电压表（量程为15.0V，内阻约为5kΩ） E．滑动变阻器（最大阻值为10Ω） F．电源E（电动势为4V，内阻较小） G．开关、导线若干 H．待测金属丝R（大小约为10Ω） ①为了尽可能提高测量准确度，应选择的器材为（均填器材前面的字母即可）：电流表选______；电压表选______。 ②该同学要用图像法求出待测金属丝的阻值，要求电压从0开始变化，请将图所示实物电路图中所缺导线补全______。 ③实验测出电压表读数为U，电流表读数为I，圆柱体横截面的直径为D，长度为L，则圆柱体电阻率为ρ=______。（用D、L、U、I表示，单位均已为国际单位） ④任何实验测量都存在误差，本实验所用测量仪器均已校准，下列关于误差的说法中正确的选项有______ A．用游标卡尺测量金属工件外边长时，由于读数引起的误差属于系统误差 B．由于电流表分压使得金属工件电阻阻值和真实值相比偏小 C．若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的偶然误差 D．用图像处理数据求金属工件电阻可以减小偶然误差 四、解答题 15. 如图所示，圆心为O、半径R=1.6m的光滑圆轨道与水平地面相切于B点，且固定于竖直平面内。在水平地面上距B点x=4m处的A点放一质量m=0.3kg的小物块，小物块与水平地面间的动摩擦因数μ=0.2，小物块在与水平地面夹角θ=37°斜向上的拉力F的作用下由静止向B点运动，运动到B点时撤去F，小物块沿圆轨道上滑，且恰能到达圆轨道最高点C。（，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求： （1）小物块在C点的速度的大小； （2）小物块在B点时所受支持力大小； （3）拉力F的大小。 16. 长为的平行金属板水平放置，两极板带等量的异种电荷，板间形成匀强电场，平行金属板的右侧有如下图所示的匀强磁场。一个带电为、质量为的带电粒子，以初速紧贴上板垂直于电场线方向进入该电场，刚好从下板边缘射出，射出时末速度恰与下板成角，出磁场时刚好紧贴上板右边缘，不计粒子重力，求： （1）粒子从下板边缘射出电场时的竖直速度大小及两板间的距离； （2）匀强电场的场强与匀强磁场的磁感应强度。 17. 如图所示的装置为一种新型质谱仪的理论模型图，该装置由A、B板间的加速电场区和C、D板间的直线运动区及圆形磁场偏转区组成。已知平行板A、B间的加速电压为，平行板C、D间距为d，其中存在垂直纸面向外磁感应强度大小为的匀强磁场，圆形匀强磁场区域的半径为R，磁感应强度大小为，方向垂直于纸面向里。圆形感光弧面与圆形磁场的圆心相同，其左端的小孔与A、B板上的小孔在同一直线上。现有一比荷为的原子核经A、B板加速后，沿C、D板的中央直线进入圆形磁场区，经磁场偏转后打到感光弧面上，不计粒子重力。求： （1）原子核经加速电场加速后的速度大小v； （2）直线运动区C、D板间的电场强度E的大小和C、D板间的电势差UCD； （3）对于比荷k不同的原子核，根据它在感光弧面上的位置可测得其偏转角度，试求比荷k与粒子偏转角度之间的关系（用R、U1、B2、的三角函数表示k）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 南开大学附中24-25学年度第一学期阶段检测 高二物理学科试卷 一、单选题 1. 下列有关静电现象和磁现象的说法正确的是（　　） A. 只要带电物体体积小，就可以视为点电荷 B. 所有物体带电量一定是元电荷的整数倍 C. 电场强度的方向总跟电荷受到的电场力的方向一致 D. 长为、电流为的直导线在匀强磁场中受到的磁场力为，则该处的磁感应强度一定为 【答案】B 【解析】 【详解】A．当带电体的大小和形状对研究的问题可以忽略不计时，可以将带电体看作点电荷，与物体的体积无关，故A错误； B．元电荷是自然界中最小的电荷量，即任何物体带电量一定是元电荷的整数倍，故B正确； C．物理学中规定：正电荷所受电场力的方向与电场强度的方向相同，则负电荷在电场中某点受到电场力的方向跟该点的电场强度的方向相反，故C错误； D．安培力公式为 只有当时才有 故D错误。 故选B。 2. 如图所示，实线是一质子仅在电场力作用下由a点运动到b点的运动轨迹，虚线可能是电场线，也可能是等差等势线，则（ ） A. 若虚线是电场线，则质子在a点的电势能小，动能大 B. 若虚线是等差等势线，则质子在a点的电势能小，动能大 C. 质子在a点的加速度小于在b点的加速度 D. a点的电势高于b点的电势 【答案】A 【解析】 【详解】A．若虚线是电场线，根据曲线运动所受合力位于轨迹的凹侧，可知质子受到的电场力沿电场线方向向左，则质子由a点运动到b点，电场力对质子做负功，质子的动能减小，电势能增大，所以质子在a点的电势能小，动能大，故A正确； B．若虚线是等差等势线，根据曲线运动所受合力位于轨迹的凹侧，可知质子受到的电场力垂直等势线向下，则质子由a点运动到b点，电场力对质子做正功，质子的动能增大，电势能减小，所以质子在a点的电势能大，动能小，故B错误； C．电场线的疏密程度和等差等势线疏密程度都可以表示场强的大小，由题图可知，a点的场强大于b点的场强，则质子在a点的加速度大于在b点的加速度，故C错误； D．若虚线是电场线，则电场方向向左，根据沿电场方向电势降低可知，a点的电势低于b点的电势，故D错误。 故选A。 3. 如图所示，水平放置的平行板电容器上极板带正电，所带电荷量为Q，板间距离为d，上极板与静电计相连，静电计金属外壳和电容器下极板都接地，在两极板正中间P点有一个静止的带电油滴，现将电容器的上极板竖直向下移动一小段距离，下列说法正确的是（　　） A. 油滴带正电 B. P点的电势不变 C. 油滴向上运动 D. 静电计指针张角变大 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据受力平衡可知，油滴的电场力方向向上，极板间电场向下，电场力与电场方向相反，故油滴带负电，故A错误； BCD．根据 电容的决定式 联立得出 可知电场强度与极板间的距离无关，所以场强不变，所以油滴的电场力不变，不会运动，P点与下极板间的距离不变，由 知P点的电势不变，由 若将电容器的上极板竖直向下移动一小段距离，则电势差变小，静电力张角变小，故B正确，CD错误。 故选B。 4. 如图所示，通电导线所受安培力或运动电荷所受洛伦兹力正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据左手定则，伸开左手，使大拇指与其它四指垂直且在一个平面内，让磁感线穿过掌心，四指所指方向为电流方向，大拇指所指方向就是安培力的方向，可知该图中通电导线所受安培力方向竖直向下，故A错误； B．图中电流和磁场的方向平行，导线所受安培力为零，故B错误； C．根据左手定则，伸开左手，让磁感线穿过掌心，四指所指方向与正电荷运动的方向相同，则和四指垂直的大拇指的方向为洛伦兹力的方向，则可知图中运动电荷所受洛伦兹力方向竖直向下，故C正确； D．根据左手定则，伸开左手，让磁感线穿过掌心，四指所指方向与负电荷运动的方向相反，则和四指垂直的大拇指的方向为洛伦兹力的方向，则可知图中运动电荷所受洛伦兹力方向竖直向下，故D错误。 故选C。 5. 1930年劳伦斯制成了世界上第一台回旋加速器，凭借此项成果，他于1939年获得诺贝尔物理学奖。其原理如图所示，置于真空中的D形金属盒半径为R，两盒间的狭缝很小，带电粒子穿过的时间可忽略；磁感应强度为B的匀强磁场与盒面垂直，交流电源频率为f，加速电压为U。若A处粒子源产生质子的质量为m、电荷量为+q，在加速过程中不考虑相对论效应和重力离子的影响。则下列说法正确的是（　　） A. 粒子从磁场中获得能量 B. 被加速的带电粒子在回旋加速器中做圆周运动的周期随半径的增大而增大 C. 质子离开回旋加速器时的最大动能与D形盒半径成正比 D. 该加速器加速质量为4m、电荷量为2q的粒子时，交流电源频率应变为 【答案】D 【解析】 【详解】A．粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力对粒子不做功，所以动能不变，故A错误； B．粒子在磁场中运动的周期 被加速的带电粒子在回旋加速器中做圆周运动的周期与半径无关，故B错误； C．粒子在磁场中，洛伦兹力提供向心力 得 粒子的动能 可知质子离开回旋加速器时的最大动能与D形盒半径的平方成正比，故C错误； D．粒子在磁场中运动的周期 频率为 加速粒子交流电的频率 故D正确。 故选D。 6. 如图所示的电解槽中，如果在4s内各有2C的正、负电荷通过面积为0.08m2的横截面AB，那么（　　） A. 正离子向左移动，负离子向右移动 B. 由于正负离子移动方向相反，所以电解槽中无电流 C. 4s内通过横截面AB的电荷量为2C D. 电解槽中的电流为1A 【答案】D 【解析】 【详解】AB．电源与电解槽中的两极相连后，左侧电极电势高于右侧电极，由于在电极之间建立电场，电场方向由左指向右，故正离子向右移动，负离子向左移动，电解槽中的电流方向向右，选项AB错误； C．4s内通过横截面AB的电荷量为 2C+2C=4C 选项C错误； D．由电流强度的定义可得 选项D正确。 故选D。 7. 如图所示是电阻R的图像，图中，由此得出（ ） A. 该导体的电阻与电压成正比，与电流成反比 B. 电阻 C. 在R两端加上6.0V的电压时，每秒通过电阻横截面的电荷量是3.0C D. 因图像的斜率表示电阻的倒数，故 【答案】C 【解析】 【详解】A．电阻跟材料、长度、横截面积等有关，与其两端电压、流过电流无关，故A错误； BD．因图像的斜率表示电阻的倒数，由图像可知， 故BD错误； C．在R两端加上6.0V的电压时，流过电阻电流 每秒通过电阻横截面的电荷量是 故C正确。 故选C。 8. 如图所示，电源的电动势E=15V，内阻r=1Ω，定值电阻R=8Ω，M是电动机，其线圈电阻R'=1Ω，电动机正常工作时，理想电压表示数为6V，则下列说法错误的是（　　） A. 通过电源的电流为1.5A B. 定值电阻R两端的电压为8V C. 电动机的输出功率为5W D. 电源的效率约为93.3% 【答案】A 【解析】 【详解】A．设理想电压表示数为U，电路中电流为I，由闭合电路欧姆定律得 可得 A=1A 则通过电源和电动机的电流为1A，故A错误； B．根据欧姆定律可知定值电阻R两端的电压为 V 故B正确； C．电动机消耗的电功率为 W 电动机的发热功率为 W 故电动机的输出功率为 W 故C正确； D．电源的效率为 故D正确． 本题选择错误选项； 故选A。 二、多选题 9. a、b为匀强电场中相距d=10cm的两个点， 如果把的点电荷从 a点移动到b点，电场力对该电荷做了4×10⁻7J的正功。下列说法正确的是（　　） A. 该电荷的电势能增加了4×10⁻7J B. a、b两点间电势差 C. 匀强电场的场强为200 V/m D. 匀强电场的场强最小值为 200 V/m 【答案】BD 【解析】 【详解】A.电场力做正功，电势能减少，故A错误； B.a、b两点间电势差为 故B正确； CD.若a、b两点在同一电场线上，则 若a、b两点不在同一电场线上，则 由于a、b两点的具体位置关系未知，故C错误，D正确； 故选BD。 10. 如图所示，用两根轻细悬线将质量为，长为的金属棒悬挂在两处，置于匀强磁场内。当棒中通以从到的电流后，两悬线偏离竖直方向角而处于平衡状态，为了使棒平衡在该位置上，所需的磁场的磁感应强度的大小和方向正确的是（　　） A. ，竖直向下 B. ，竖直向上 C. ，平行悬线向上 D. ，平行悬线向下 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．从端截面分析，当磁场方向为竖直方向时，只有受力分析如图 这样才能受力平衡，所以竖直方向的磁场方向为竖直向上，且满足 解得 故A错误，B正确； CD．从端截面分析，当磁场方向平行悬线方向时，只有受力分析如图 分析可知，只有当磁场平行悬线向上时，才能受力平衡，即 解得 故C正确，D错误。 故选BC。 11. 在如图所示电路中，当变阻器的滑片向端移动时（ ） A. 电压表示数变大，电流表示数变小 B. 电压表示数变小，电流表示数变小 C. 上消耗的功率变大 D. 电源内部消耗的热功率变大 【答案】BD 【解析】 【详解】ABC．当变阻器的滑动头P向b端移动时，滑动变阻器接入电阻减小，则电路外电阻变小，根据闭合电路欧姆定律可知，电路总电流增大，路端电压减小，则电压表示数变小；由于流过的电流增大，则两端电压增大，所以并联部分的两端电压减小，即两端电压减小，所以通过的电流减小，则电流表示数变小，上消耗的功率变小，故AC错误，B正确； D．根据 由于电路总电流增大，则电源内部消耗的热功率变大，故D正确。 故选BD。 12. 自行车速度计可以利用霍尔元件计算运动速率。如图甲所示，将一块磁铁安装在自行车前轮上，轮子每转一圈，磁铁就靠近传感器一次，传感器就会输出一个脉冲电压如图乙所示。霍尔元件内部电源的输出电压为，当磁场靠近霍尔元件时，由于电荷受力移动，在导体前后表面产生电势差，其中载流子带负电，则下列说法中正确的是（ ） A. 前表面的电势低于后表面的电势 B. 自行车的车速越大，则霍尔电势差越大 C. 若传感器的电源输出电压变大，则霍尔电势差变大 D. 霍尔电势差由自行车车速和电流大小决定 【答案】AC 【解析】 【详解】A．图乙中霍尔元件的载流子带负电，根据左手定则，负电荷向前表面运动，前表面的电势低于后表面的电势，故A正确； B．根据 得 由电流的微观定义式 n是单位体积内的电子数，是单个导电粒子所带的电量，S是导体的横截面积，是导电粒子运动的速度，整理得 联立解得 可知用霍尔元件可以测量地磁场的磁感应强度，保持电流不变，霍尔电压与车速大小无关，故B错误； C．由公式 若传感器的电源输出电压变大，电流I变大，则霍尔电势差将变大，故C正确。 D．由公式 霍尔电压由电流及磁感应强度决定，与车速无关，故D错误； 故选AC。 三、实验题 13. 在测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有下列器材： A．待测的干电池（电动势约1.5V，内电阻约1.0Ω） B．电流计G（满偏电流、内阻） C．电流表A（量程0~0.6A，内阻约为1Ω） D．滑动变阻器（0~20Ω，10A） E．电阻箱（0~999Ω） F．开关和导线若干 （1）该同学发现实验器材中没有电压表，需要利用电流计G改装为1.5V量程的电压表，应______（填“串联”或“并联”）一个电阻（用电阻箱），该电阻的阻值为______Ω； （2）该同学设计了如图甲所示的（a）、（b）两个实验电路，其中V是改装后的电压表，则比较合理的是______图所示的电路。 （3）图乙为该同学根据（2）中选出的合理的实验电路，利用测出的数据绘出的图线由图线可得被测电池的电动势E=______V，内电阻r=______Ω。（结果保留3位有效数字） 【答案】（1） ①. 串联 ②. 120 （2）b （3） ①. 1.45 ②. 1.00 【解析】 【小问1详解】 [1][2]要把灵敏电流计改装成的电压表，需串联一个电阻分压。根据串联电路特点及欧姆定律可得 解得 即需要串联电阻（电阻箱）的阻值为； 【小问2详解】 由于电源的内阻较小，通常选用电流表的外接法，因此选择b图； 【小问3详解】 [1][2]根据闭合电路的欧姆定律可得 在图像中，纵截距即为电源的电动势，则有 斜率的绝对值为电源内阻的大小 14. 测量一均匀新材料制成的导电圆柱体的电阻率ρ，进行了如下实验操作： （1）如图甲用游标卡尺测量其长度L=______mm；如图乙用螺旋测微器测量其直径D=______mm； （2）用多用电表的欧姆“×10”挡，初步测量此圆柱体的电阻，发现指针偏转角度很大，则应将选择开关旋转到______挡（填“×100”或“×1”）并进行______，再次进行测量时，表盘示数如图丙所示，则该电阻的阻值约为______Ω。 （3）现要进一步精确测量其阻值，实验室提供了下列可选用的器材： A．电流表（量程为300mA，内阻约为1Ω） B．电流表（量程为0.6A，内阻约为0.3Ω） C．电压表（量程为3.0V，内阻约为3kΩ） D．电压表（量程为15.0V，内阻约为5kΩ） E．滑动变阻器（最大阻值为10Ω） F．电源E（电动势为4V，内阻较小） G．开关、导线若干 H．待测金属丝R（大小约为10Ω） ①为了尽可能提高测量准确度，应选择的器材为（均填器材前面的字母即可）：电流表选______；电压表选______。 ②该同学要用图像法求出待测金属丝的阻值，要求电压从0开始变化，请将图所示实物电路图中所缺导线补全______。 ③实验测出电压表读数为U，电流表读数为I，圆柱体横截面的直径为D，长度为L，则圆柱体电阻率为ρ=______。（用D、L、U、I表示，单位均已为国际单位） ④任何实验测量都存在误差，本实验所用测量仪器均已校准，下列关于误差的说法中正确的选项有______ A．用游标卡尺测量金属工件外边长时，由于读数引起的误差属于系统误差 B．由于电流表分压使得金属工件电阻阻值和真实值相比偏小 C．若将电流表和电压表的内阻计算在内，可以消除由测量仪表引起的偶然误差 D．用图像处理数据求金属工件电阻可以减小偶然误差 【答案】（1） ①. 51.25 ②. 4.650 （2） ①. ×1 ②. 欧姆调零 ③. 21 （3） ①. A ②. C ③. 见解析 ④. ⑤. D 【解析】 【小问1详解】 [1][2]其长度，直径。 【小问2详解】 [1][2]用多用电表的欧姆“×10”挡，初步测量此圆柱体的电阻，发现指针偏转角度很大，说明电阻很小，则应将选择开关旋转到。并进行欧姆调零。 [3]该电阻的阻值约 【小问3详解】 ①[1][2]由于电动势为4V，故电压表选择V1，因为待测电阻阻值约10Ω，则可估算电路中最大电流 故电流表选A1； ②[3]要求电压从0开始变化，故滑动变阻器采用分压式接法，因为 故电流表采用外接法，故电路实物图连接如下 ③[4]由欧姆定律有 由电阻定律有 得 ④[5]A．读数引起的误差为偶然误差，故A错误； B．由于电压表的分流，电流表测量值大于流过待测电阻的真实电流，根据欧姆定律可知，待测电阻测量值小于真实值，故B错误； C．考虑电表的内阻后，电表的分流或分压均可算出，那么待测电阻的电压和电流的真实值均可算出，故消除了系统误差 ，故C错误； D．用U-I图像处理数据，相当于多次测量取平均值，可以减小偶然误差，故D正确。 故选D。 四、解答题 15. 如图所示，圆心为O、半径R=1.6m的光滑圆轨道与水平地面相切于B点，且固定于竖直平面内。在水平地面上距B点x=4m处的A点放一质量m=0.3kg的小物块，小物块与水平地面间的动摩擦因数μ=0.2，小物块在与水平地面夹角θ=37°斜向上的拉力F的作用下由静止向B点运动，运动到B点时撤去F，小物块沿圆轨道上滑，且恰能到达圆轨道最高点C。（，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求： （1）小物块在C点的速度的大小； （2）小物块在B点时所受支持力大小； （3）拉力F的大小。 【答案】（1） （2）18N （3） 【解析】 【小问1详解】 小物块恰能到达圆轨道最高点C时，物块与轨道间无弹力，只受重力，重力提供向心力，由牛顿第二定律，则有 解得 【小问2详解】 小物块从B运动到C，由机械能守恒定律则有 小物块在B点时，由重力和轨道支持力的合力提供向心力，由牛顿第二定律得 解得 【小问3详解】 小物块从A点运动到B点时，小物块受到滑动摩擦力大小为 由动能定理有 解得 16. 长为的平行金属板水平放置，两极板带等量的异种电荷，板间形成匀强电场，平行金属板的右侧有如下图所示的匀强磁场。一个带电为、质量为的带电粒子，以初速紧贴上板垂直于电场线方向进入该电场，刚好从下板边缘射出，射出时末速度恰与下板成角，出磁场时刚好紧贴上板右边缘，不计粒子重力，求： （1）粒子从下板边缘射出电场时的竖直速度大小及两板间的距离； （2）匀强电场的场强与匀强磁场的磁感应强度。 【答案】（1），（2）， 【解析】 【详解】（1）带电粒子在电场中受到电场力的作用发生偏转，做类平抛运动。 竖直方向：离开电场时的速度 粒子发生偏转的位移 水平方向：粒子匀速运动的时间 联立以上几式解得 （2）在电场中粒子受到电场力，由牛顿第二定律得 根据运动学公式有， 又因为粒子运动时间 所以 带电粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力，即 解得 粒子离开电场时的速度 粒子在磁场中的运动轨迹如图所示 由几何关系得 解得 17. 如图所示的装置为一种新型质谱仪的理论模型图，该装置由A、B板间的加速电场区和C、D板间的直线运动区及圆形磁场偏转区组成。已知平行板A、B间的加速电压为，平行板C、D间距为d，其中存在垂直纸面向外磁感应强度大小为的匀强磁场，圆形匀强磁场区域的半径为R，磁感应强度大小为，方向垂直于纸面向里。圆形感光弧面与圆形磁场的圆心相同，其左端的小孔与A、B板上的小孔在同一直线上。现有一比荷为的原子核经A、B板加速后，沿C、D板的中央直线进入圆形磁场区，经磁场偏转后打到感光弧面上，不计粒子重力。求： （1）原子核经加速电场加速后的速度大小v； （2）直线运动区C、D板间的电场强度E的大小和C、D板间的电势差UCD； （3）对于比荷k不同的原子核，根据它在感光弧面上的位置可测得其偏转角度，试求比荷k与粒子偏转角度之间的关系（用R、U1、B2、的三角函数表示k）。 【答案】（1）；（2），；（3） 【解析】 【详解】（1）加速电场 比荷为，即 得加速后的速度大小 （2）直线运动受力平衡 原子核带正电，根据左手定则，受到向下的洛伦兹力，受到向上的电场力，则C、D板间的电场强度E的方向竖直向上，大小为 E方向竖直向上，故 （3）在圆形磁场 如图 由几何关系 联立可得，比荷k与粒子偏转角度θ之间的关系为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $